基于以太网和ZigBee的智能家居系统设计

智能家居是一种集成了网络通信、综合布线、自动控制等技术的居住环境。近几年来,随着社会发展和科学进步,智能家居系统得到了快速发展。与传统的家居系统相比,智能家居系统不仅具有传统的居住功能,而且能给用户提供更加舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间。 本论文设计的智能家居系统基于以太网和ZigBee技术,在系统网关和各个节点之间采用ZigBee无线通讯技术进行数据传输,改变了以往有线组网方式布线复杂、系统稳定性差等缺点；并且还通过以太网技术将智能家居系统与互联网连接起来,从而使用户可以随时随地了解家里的状况。 本论文首先分析了国内外智能家居和组网技术的研究现状和发展趋势,并对ZigBee技术和Z-Stack协议栈作了简要概述,然后分别对智能家居的网关和节点进行了硬件和软件的设计,最后对本论文作了简要总结,并对智能家居未来发展进行了展望。 智能家居网关的硬件设计以LM3S9B96和CC2530为硬件平台,外围模块包括以太网通讯模块、触摸屏显示系统、声光报警电路以及电源、复位、RTC等外围电路。网关的软件设计基于ZAP+ZNP的架构,在CC2530上运行随Z-Stack协议栈附带的ZNP程序,LM3S9B96则基于SafeRTOS操作系统内核,运行除ZigBee通讯外的其它任务。节点部分则以客厅温度测量节点为例详述了其硬件和软件设计过程,硬件方案为CC2530加温度传感器,软件基于TI的Z-Stack协议栈完成了温度的定时采集和响应网关采集并命令并发送回网关的功能。最后,本论文内容经过实验及原理性认证,方案可行。 智能家居网络系统的研究可使家庭管理更加方便、快捷。主人可在任意地方通过网络对住宅进行查看与控制,从而达到了现代社会人们对高效率生活的需求。